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教育機器人模式

教育 更新时间:2025-01-26 18:32:06

教育機器人模式(什麼是教育機器人)1

機器人現在被認為是一種通用技術,這意味着它有可能通過對已有的經濟和社會結構的影響而徹底改變社會。考慮到這一點,将教育機器人技術作為一個展望未來的真正具有刺激性的戰略主題進行讨論是很自然的。

機器人在為教育學開辟新途徑方面可以發揮什麼樣的作用,是不是就像幾年前數字技術深刻改變教育一樣?

我們如何讓所有利益相關者參與到這個過程中?該怎麼樣将機器人帶入我們的學校 , 并且必須确定成功的标準 ?我們是否應該将機器人納入教育,以激發對科學,技術,工程和數學(STEM)的濃厚興趣,或為我們的孩子們建立一個機器人将在各地始終如一地融入社會的道路鋪平道路?

在2016年舉辦的第一屆法國 - 韓國教育與機器人論壇上,法國領先教育機構和韓國頂級教育機器人公司和組織的利益相關者的意見和願景。同時在會上表示:歡迎任何評論,反饋,更重要的是能有不同的意見和願景,因為他們認為機器人教育對于每個地區甚至每個人來說都不同,他們通過辯論為這些非常重要的問題找到适當的答案。

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機器人正在為教育學和教室提供新的途徑

據當時的一位發言人Robotis,韓國領先的教育機器人技術公司,“機器人是最好的工具,基于項目的學習(PBL)在21 世紀,并通過邊學邊做的最令人興奮的方式。PBL是一種以學生為中心的教學法,涉及一種動态的課堂教學方法,通過積極探索現實世界的挑戰和問題,學生可以獲得更深層次的知識。學生通過長時間工作來了解一個主題,以調查和回應複雜的問題,挑戰或問題。“

ICAP(法國,一項雄心勃勃的技術增強學習計劃):

ICAP已經确定了機器人在教育中的3個角色。

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機器人作為教育主題

首先,在5-6歲的早期小學課程中,兒童通過編程對象和動作來學習基本算法。在整個學校期間,他們現在都獲得了跟随他們進步的機器人。使用他們已經構建和編程的機器人,還有不同級别的一些比賽。

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機器人作為學習支持工具

在第二個角色中,機器人有助于支持教育活動。例如,在醫療和保健教育中,使用模拟是一種重要的學習手段,以提高患者的安全性和護理質量。實施更現實的基于模拟的教學方法,作為臨床技能,知識和屬性的獲取和應用之間的橋梁,越來越多地使用機器人模拟器。

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遠程呈現機器人

通過控制遠程操作機器人,這些設備使患病或住院的兒童能夠“虛拟地”在學校參加課堂教學。

我們可以增加第四個角色,通過“協作,互補的機器人 - 人類”方法幫助教育專業人員完成日常任務。例如,機器人可以說明學生的存在與否,歡迎他們通過姓名等進入教室,從而使教師能夠專注于他們的教學目标。

盡管在該主題上大量缺乏科學研究,但人們普遍同意,機器人是學生進行STEM研究和STEM教學工具的激勵工具。特别是:

機器人加強了學校的科技文化

機器人是通過基于跨學科活動的項目促進知識轉移的工具

機器人是應用科學思維的好工具(例如,通過基于探究的活動)

機器人是使抽象知識具體化的理想工具,例如用于教授數學,科學,編程和工程的實際應用

同樣,一些專業人士聲稱,在教育背景下,機器人在科學,技術,工程和數學教學之外肯定是相關和有效的。

“對機器人技術的介紹有助于對抗學校失敗。機器人能夠實現基于項目的教學,并通過使學習環境變得更加靈活,減少恥辱感來改變學習環境,特别是對于遇到困難的學生而言,“

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Didier Roy,數學教授,優化機器人學習和調解的研究員,以及INRIA鮮花團隊的成員。“他對教育機器人技術的積極研究方法開啟了辯論,同時他表示機器人教育是促進學生在傳統學校環境中表達的一種資産。這種機器人技術的教學,以及更廣泛的IT教學,在數字技術同時存在于我們生活中并且很少被理解的社會中變得至關重要。實際上,技術将人類分為兩類; 那些使用它的人,知道好處和陷阱,以及誰掌握了計算思維的基本基礎和其他人。“(來源:Generation Robots博客

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機器人在正規教育中未被充分利用(但正在增長),但在非正規教育中卻很普遍

在韓國,一項大型教育機器人計劃導緻6年多前在學前班設立了3,000多台機器人。韓國的國家機器人戰略引發了領導該領域的教育機器人公司的創建。此外,韓國還有許多專門針對機器人技術的課後計劃和比賽。俄羅斯機器人協會(RAR)擁有1000多個兒童教育機器人中心和53所教授機器人技術的大學。在瑞士,洛桑聯邦理工學院(EPFL)創建了Thymio,這是一個經濟實惠的教育機器人平台,以及相關的教育材料和教師培訓計劃。EPFL和洛桑教師教育大學( La HauteEcolePédagogiqueduCanton de Vaud)培訓了214名教育機器人教師,将該學科與官方課程聯系起來。在法國,算法編程将于2017年實施,以獲得BrevetdesCollèges中學認證。此外,位于該國北部的Hauts de France地區現在提供多種機器人教育課程和學位,從高中後職業水平到機器人學碩士學位。

此類舉措不僅限于亞洲或歐洲。非洲機器人網絡(AFRON)推出了10美元的機器人設計挑戰賽,該比賽希望能夠生成機器人設計,這些設計将足夠便宜,可以在學校中使用并用于全球新興國家的教育目的。

這些發展隻是冰山一角,隻是世界各地教育機器人技術進步的幾個例子。

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AFRON:10美元機器人設計挑戰賽

Ashesi機器人體驗(ARX)是一年一度加納舉辦的機器人研讨會,最初于2012年開始。該研讨會在夏季為高中學生在Ashesi University College校園舉辦了一周。它旨在為學生提供一個刺激,有趣和清新的環境,讓他們學習機器人。在ARX周期間,兩天時間專門為學生們成功建立了10美元機器人設計挑戰賽的冠軍Lollybots。

一位ARX參與者在博客中寫道,“這次經曆,事實證明這對我們環境中的問題大開眼界,并鼓勵我們找到并使用簡單的材料來構建簡單的機器人來解決它們。”

來自肯尼亞内羅畢的iHub的另一個團隊建造了PanyaBot。由舊的和可回收的辦公用品組成,它使得機器人在預算緊張的情況下可以作為自己動手的家庭項目使用。機箱是PC鼠标,電機是從DVD播放機上剝離的。其大部分價格來自Teensy 2.0微控制器和與之通信的藍牙模塊。其餘的硬件成本約為7美元。

正如AFRON聯合創始人和加州大學伯克利分校工程學教授Ken Goldberg告訴Wired雜志,

“機器人所做的并不像學校可以做的那麼重要。”

盡管如此,盡管教育機器人技術在過去幾年中有顯着增長(2013年至2014年全球教育機器人銷售額增長23%,2014年銷售量達到132,450台 - 來源:IFR),我們仍遠未實現每個學校都有機器人。在過去的5年中,我們已經看到在非正式教育中廣泛采用機器人,越來越多的課外機器人活動,如比賽和節日,以及将機器人技術納入正規教育的無數舉措。總的來說,盡管如此,我們可以說機器人仍未得到正規教育的充分利用。

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吸引利益相關者

确保教育機器人技術吸收和成功的一個決定性因素是讓教師參與并考慮他們的立場。該教育的法蘭西學院(IFE)正緻力于為教育機器人制定明确的學習成果,目标和目标,以便在學校中證明它真正有用。韓國教師進行的一項研究表明,期望和預期的結果 - 按重要性順序 - 創意設計,學習編程,玩機器人,介紹科學和數學以及工程實踐。使用Thymio的歐洲教師已經對機器人的有用性進行了調查。在他們看來,除了數學和科學教學之外,哪些機器人最适合,它們還有助于培養橫向技能,如反思過程,協作,溝通,學習策略和創造性思維。

這裡特别有趣的是,創造力(例如創意設計和創造性思維)是亞洲和歐洲提到的一個學習成果。

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成功為新的機器人社會鋪平了道路

IFE 明确指出,教育由機器人需要深刻的社會變革是完全有關。在2016年6月的IEEE機器人自動化雜志特刊中,緻力于教育機器人,Pericle Salvini和Illah Nourbakhsh争辯說

“任何級别的學校機器人都應該培養對機器人技術的批判性反思,為學生提供對機器人技術的現實感知,并有機會教導新一代人以負責任的方式與自動機器人聯系。當我們讓學生有機會了解機器人技術的可能性時,我們也讓他們有意見和聲音,這将有助于推動我們如何利用機器人技術改善社會。“

技術 、 機器人技術是實現目标或願景的手段,而不是目标或願景本身。由我們這些創造和開發這些技術的人來決定我們希望他們做什麼。作為一個涉及所有利益相關者的有意識的社區,我們可以共同确定一個新的可持續社會和經濟組織的願景,并通過颠覆性的通用技術進行轉變。

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